Нов порест материал използва светлина, за да отделя водород от вода

Нощ на учените 2026 · онлайн

Дигитални ресурси

Всички ресурси
Броеве за четене онлайнСпецброеве за изкуствения интелект и за атома, брой 200 на „Българска наука“ и вестник „Homo Sciens“.Разгледай броевете 17 нови филма за български учениОт Стамен Григоров и бактерията на киселото мляко до генетика Дончо Костов.Гледай видеата 30 години „Мария Склодовска-Кюри“ на една картаВсички проекти по програмата от 1996 до 2026 г. – и кой с кого работи.Отвори картата Архив от минали НощиФилми, лекции и броеве от Нощите на учените 2019–2023.Към архива

 

Водородът често се представя като чисто гориво, защото при използването му във водородна клетка крайният продукт е вода. Но произходът му също има значение: днес голяма част от промишления водород се получава от природен газ чрез процес, който отделя въглероден диоксид. Екип от Oregon State University предлага нова посока — порест материал, който поглъща светлина и насочва енергията ѝ към отделянето на водород от вода.

Материалът се нарича BVR-19 и принадлежи към метало-органичните рамки, известни със съкращението MOF. Те са кристални структури, изградени от метални йони и органични „свързващи“ молекули. Подредбата им образува нанометрови пори, а химичният състав може да се настройва за различни задачи — от улавяне на газове до катализа.

В новото изследване, публикувано в Journal of the American Chemical Society, учените описват необичаен механизъм. BVR-19 съдържа връзка между два серни атома. При осветяване тя временно се разкъсва и се появяват реактивни серни форми. Органичната част на рамката улавя светлинната енергия и придвижва електрони към местата, където те участват в образуването на водород.

Това е важна промяна в гледната точка към подобни катализатори. Обикновено вниманието е насочено към металните центрове. Тук съществената работа се извършва от съдържащите сяра органични компоненти. Според ръководителя на проекта Кириакос Стилиану това дава правила за конструиране на следващо поколение материали: металът може да бъде сменян, докато останалата рамка се запазва, и така да се изследва защо някои варианти действат по-добре от други.

Системата има още две обещаващи особености. За фотокаталитичната реакция не е необходим допълнителен скъп метален катализатор. Освен това самият BVR-19 се образува спонтанно във воден разтвор при стайна температура. И двете свойства биха могли да опростят производството и да ограничат енергията, нужна за синтеза на материала.

Фотокатализаторът се различава от електрокатализатора. При електролизата външен електрически ток разцепва водата; климатичният резултат зависи от това дали токът идва от нисковъглероден източник. При фотокатализата самият материал поглъща светлина и използва получената енергия, за да ускори химичната реакция, без да се изразходва трайно като реагент.

Потенциалното приложение е значимо. Водородът не служи само за транспорт. Той е суровина при производството на амоняк, преработката на метали и редица химически процеси. Затова по-чистият му добив може да има ефект в сектори, които трудно се електрифицират пряко. Университетският екип посочва ориентировъчна разлика между около 1,50 долара за килограм водород от паров реформинг на метан и около 5 долара за килограм „зелен“ водород — икономическа дистанция, която новите катализатори трябва да помогнат да бъде намалена.

Все пак лабораторният успех не е готова водородна централа. Изследването показва механизъм и дизайн на материал, а не доказана промишлена система с пълна оценка на цена, дълготрайност и жизнен цикъл. За практическо приложение трябва да се провери как BVR-19 работи при продължително осветяване, колко лесно се произвежда в голям мащаб, как се събира отделеният газ и каква част от падащата слънчева енергия се превръща в химична енергия при реални условия.

Най-ценният резултат на този етап е по-скоро научен, отколкото пазарен: демонстрация, че органичната част на една метало-органична рамка може активно да управлява преноса на заряд и отделянето на водород. Това разширява набора от химически решения, с които изследователите могат да търсят по-евтини и ефективни пътища от слънчева светлина до гориво.

 

Източници

Живейте по-добре с наука!

  • Развийте критично мислене и изградете защита срещу дезинформация.

  • Придобийте ключови умения за по-добър живот с нашите курсове във формат текст, видео и аудио.

  • Открийте новостите и иновациите в медицината.

  • Само 3 минути дневно са достатъчни, за да трансформирате живота си!

  • Всеки месец ви очаква нов брой с увлекателни статии по биология, космос, технологии, история, медицина и много други.

Изживейте науката навсякъде и по всяко време, като я четете на най-удобното за вас устройство.

 
Годишен абонамент
ВИЖ ПОВЕЧЕ
  • Безкрайно знание - списание, видеа, аудио, книги и т.н.
  • Достъп от всякъде
  • Социална мрежа за знание с хора като вас.

Създадохме платформа, която предлага курсове и ръководства, насочени към решаването на житейски предизвикателства чрез научно обосновани методи. Тя не само подпомага личностното развитие, но и предоставя ценни знания за водене на по-здравословен, успешен и пълноценен живот. Благодарение на научния подход, потребителите ще имат възможност да подобрят своето благосъстояние и да постигнат по-високо качество на живот.

БГ Наука
Powered by  GDPR Cookie Compliance (opens in a new tab)
Правила на поверителност

Използваме „бисквитки“, за да персонализираме съдържанието и рекламите, да предоставяме функции на социални медии и да анализираме трафика си. Също така споделяме информация за начина, по който използвате сайта ни, с партньорските си социални медии, рекламните си партньори и партньори за анализ.

Можете да коригирате всички настройки на „бисквитките“, като отворите разделите вляво.